PNNL开发长寿命锂金属电池 可持续循环600次

锂金属电池的能量容量几乎是锂离子电池的两倍，而且更轻。在电动汽车的应用中，期望使其更轻，电池寿命更长。但是锂金属电池总有寿命短的问题。据国外媒体报道，美国能源部西北太平洋国家实验室(PNNL)领导的研究团队开发出了一种可以连续循环600次的锂金属电池，远远超过了之前的报告结果。

(来源:PNNL)

为了延长电池寿命，该团队没有使用含锂更多的负极，而是使用了极薄的锂条，只有20微米宽，比人的头发还要细得多。研究员刘军说:“许多人认为锂越厚，电池的循环时间越长。事实上，情况并不总是这样。每个锂金属电池都有一个优化的厚度，这取决于电池的能量和设计。”

该团队研发的锂金属电池能量密度为350Wh/kg。600次循环后，仍能保持76%的初始容量。研究人员希望将这一最新发展集成到高性能柔性电池设备中，并在现实条件下展示改进的性能。

该团队基于对阳极分子动力学的详细了解，决定尝试更薄的锂条。研究人员发现，较厚的锂会导致电池失效。这是因为负极上的固体电解质膜(SEI)周围的复杂反应。

研究小组发现，更薄的锂条可以产生良好的SEI。研究人员使用术语“湿SEI”和“干SEI”。湿版可以保持液体电解质与负极的接触，有助于重要的电化学反应。在干式版本中，液体电解质不能接触所有的锂。简而言之，由于锂条较厚，电解液需要流入更深的锂包中，因此锂的其他部分会干燥，严重阻碍了必要的电化学反应，直接导致电池过早失效。随着时间的推移，这一层逐渐积累并形成屏障，从而降低能量流动和表面效率。同样，干燥的SEI层会阻碍电池内部所需能量的有效传递。

研究人员表示，目标是构建一种耐用、安全且具有成本效益的电池，并将能量密度提高到500Wh/kg。锂金属电池的能量容量几乎是锂离子电池的两倍，而且更轻。在电动汽车的应用中，期望使其更轻，电池寿命更长。但是锂金属电池总有寿命短的问题。据国外媒体报道，美国能源部西北太平洋国家实验室(PNNL)领导的研究团队开发出了一种可以连续循环600次的锂金属电池，远远超过了之前的报告结果。

(来源:PNNL)

为了延长电池寿命，该团队没有使用含锂更多的负极，而是使用了极薄的锂条，只有20微米宽，比人的头发还要细得多。研究员刘军说:“许多人认为锂越厚，电池的循环时间就越长。事实上，情况并不总是这样。每个锂金属电池都有一个优化的厚度，这取决于电池的能量和设计。”

该团队研发的锂金属电池能量密度为350Wh/kg。600次循环后，仍能保持76%的初始容量。研究人员希望将这一最新发展集成到高性能柔性电池设备中，并在现实条件下展示改进的性能。

该团队基于对阳极分子动力学的详细了解，决定尝试更薄的锂条。研究人员发现，较厚的锂会导致电池失效。这是因为负极上的固体电解质膜(SEI)周围的复杂反应。

研究小组发现，更薄的锂条可以产生良好的SEI。研究人员使用术语“湿SEI”和“干SEI”。湿版可以保持液体电解质与负极的接触，有助于重要的电化学反应。在干式版本中，液体电解质不能接触所有的锂。简而言之，因为锂带很厚，电解液需要flo……进入更深的锂包中，这样锂的其他部分就会干燥，严重阻碍了必要的电化学反应，直接导致电池过早失效。随着时间的推移，这一层逐渐积累并形成屏障，从而降低能量流动和表面效率。同样，干燥的SEI层会阻碍电池内部所需能量的有效传递。

研究人员表示，目标是构建一种耐用、安全且具有成本效益的电池，并将能量密度提高到500Wh/kg。

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